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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fülleinrichtung mit einem Gehäuse und einem sich darin erstreckenden Füllkanal und mit einem Kanalverschluss für den Einsatz einer Packmaschine zum gesteuerten und automatischen Abfüllen von Schüttgütern in Gebinde. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine mit solch einer Fülleinrichtung ausgerüstete Packmaschine zum Abfüllen von Schüttgütern in Gebinde. Die erfindungsgemäße Fülleinrichtung kann zum Abfüllen von Schüttgütern aller Art verwendet werden. Besonders bevorzugt werden eine solche Fülleinrichtung und eine damit ausgerüstete Packmaschine zur Abfüllung von Feinprodukten eingesetzt, also zur Abfüllung von feinen und staubenden Produkten, wie beispielsweise Zement. Die Erfindung kann aber auch zur Abfüllung anderer Schüttgüter beispielsweise aus dem chemischen Bereich oder dem Nahrungsmittelbereich eingesetzt werden.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene mit einem Kanalverschluss ausgerüstete Fülleinrichtungen bekannt geworden. Mit der
GB 416,215 ist eine Packmaschine mit einem Ventil im Füllkanal bekannt geworden, wobei das Ventil an einer sich quer zur Längserstreckung des Füllkanals erstreckenden Ventilachse verschwenkbar aufgenommen ist. Das Ventil umfasst eine rund ausgebildete Verschlussplatte, die über die mittig daran vorgesehene Ventilachse verschwenkbar ist. Die verschwenkbare Ventilachse verläuft mittig durch den Füllkanal. In einer vertikalen Stellung verschließt die Verschlussplatte den kreisrund ausgebildeten Füllkanal. Nach Verschwenkung um 90° in eine horizontale Stellung wird der Füllkanal weitgehend freigegeben. Sowohl die Schwenkachse als auch die Verschlussplatte befinden sich im geöffneten Zustand mitten in dem Produktstrom. Bei der Abfüllung von Schüttgütern bewirkt der reibende Kontakt mit dem abzufüllenden Produkt deshalb einen kontinuierlichen und hohen Verschleiß an der Schwenkachse und der Verschlussplatte. Eine entsprechend häufige Wartung und ein regelmäßiger Austausch der Schwenkachse und der Verschlussplatte sind erforderlich. Dabei wird ein Stillstand nicht nur der Packmaschine, sondern der gesamten Anlage nötig. Mit dickeren Wandstärken kann zwar die Standzeit erhöht werden, aber dadurch sinkt der Durchfluss. Die Verschlussplatte bildet einen Störkörper in dem Strömungsfluss, der die Reibung und den Strömungswiderstand des Schüttgutes erheblich erhöht. Gegebenenfalls bilden sich an der Schwenkachse und der Verschlussplatte Stauungen oder sich aufbauende Anbackungen, die den Strömungsfluss noch stärker behindern. Deshalb hat sich der Einsatz eines derartigen Ventils bei der Abfüllung von Schüttgütern nicht durchgesetzt.
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Häufig eingesetzt werden als Kanalverschluss beispielsweise Scherenventile, bei denen scherenförmige Greifer den elastischen Teil des Füllkanals im geöffneten Zustand vollständig freigeben, während die Scherengreifer den Füllkanal in der Feinstromstellung teilweise und in der geschlossenen Stellung vollständig verschließen. Ein solches Scherenventil funktioniert zuverlässig und kann einen dichten Verschluss des Füllkanals bewirken, wobei ein hoher Durchfluss im geöffneten Zustand möglich ist. Die Scherengreifer selbst unterliegen praktisch keinem Verschleiß, da sie nicht in reibendem Kontakt mit dem abzufüllenden Produkt geraten. Nachteilig daran ist aber, dass der Kanalverschluss in dem elastischen Teil des Füllkanals angreifen muss, sodass eine axial größer bauende Fülleinrichtung entsteht. Außerdem verschleißt der elastische Schlauch durch die Scherenbewegungen und muss regelmäßig ausgetauscht werden, wodurch erhöhte Stillstandszeiten entstehen. Außerdem wird der Füllkanal durch den elastischen Schlauch länger, sodass eine erhöhte Rohrreibung auftritt.
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Bei rotierenden Packmaschinen, die eine Mehrzahl von Fülleinrichtungen auf dem Umfang verteilt aufweisen, führt dies zu einem größeren Durchmesser der Packmaschine und somit zu einem größeren Bauvolumen.
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Ein kleines Bauvolumen und eine kleinere Baulänge werden über ein Schieberventil erreicht. Bei einem solchen Kanalverschluss wird eine schwenkbar gelagerte Schieberplatte zwischen 2 anderen Stahlplatten aufgenommen. Durch die 3 benachbarten Stahlplatten erstreckt sich der Füllkanal. Die Schwenkachse der mittleren und den Füllkanal wahlweise freigebenden Schieberplatte erstreckt sich parallel zum Füllkanal. Durch die exzentrische Schwenkbewegung wird der Füllkanal zunächst teilweise und schließlich vollständig verschlossen, sodass eine definierte Steuerung des Füllvorgangs möglich ist.
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Zur Abdichtung der 3 Stahlplatten werden diese durch Federvorspannung aufeinandergepresst, sodass eine genügende Abdichtung nach außen erfolgt. Ein solcher Kanalverschluss funktioniert zuverlässig und benötigt nur einen geringen Bauraum in Richtung des Füllkanals. Die aufeinander gleitenden Stahlplatten unterliegen aber einem kontinuierlichen Verschleiß. Die Wandstärke der Schieberplatte kann entsprechend erhöht werden, um die Standzeit zu erhöhen. Dennoch müssen die einzelnen Stahlplatten in Wartungsintervallen ausgetauscht werden, wodurch Stillstandszeiten entstehen. Außerdem entsteht dadurch Montageaufwand. Nachteilig ist außerdem, dass Produkt im Laufe des Betriebs zwischen den Stahlplatten nach außen transportiert wird. Auch wenn dies nur relativ geringe Mengen sind, führt das zu einer Verschmutzung der Packmaschine und der Umgebung. Eine das Schieberventil umgebende Dichtung würde sich im Laufe der Zeit zusetzen und die Bewegung der Schieberplatte behindern.
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Mit der
WO 2013/079183 A1 ist eine Fülleinrichtung für eine Packmaschine zur Abfüllung von Schüttgütern wie Zement in Ventilsäcke bekannt geworden, wobei die Fülleinrichtung einen Füllkanal und einen steuerbaren Kanalverschluss aufweist, um den Durchfluss eines in einen Ventilsack abzufüllenden Schüttguts durch den Füllkanal zu steuern. Der Kanalverschluss weist ein verschwenkbares Verschlussorgan auf, welches 2 in gegenüberliegenden Wandungen des Füllkanals angeordnete runde Abschnitte umfasst, die über einen gewissen Winkelbereich durch eine exzentrische Verschlusswandung miteinander verbunden sind. Seitlich schließt sich an einen runden Abschnitt die Antriebswelle an, durch deren Drehbewegung die exzentrische Verschlusswandung verschwenkt werden kann, um den Füllkanal vollständig zu verschließen oder vollständig freizugeben. Die runden Abschnitte sind in den gegenüberliegenden Wandungen des Füllkanals gelagert und erlauben eine einfache Funktion und dienen gleichzeitig als Dichtung, um den Austritt von Schüttgut aus dem Füllkanal nach außen zu verhindern. Auf der Antriebsseite wird die Antriebswelle nach außen geführt und durch einen Zylinder in die unterschiedlichen Schwenkstellungen überführt. Auf der gegenüberliegenden Seite wird zur noch besseren Abdichtung des Füllkanals nach außen ein Deckel aufgeschraubt, sodass der Austritt von Schüttgut vollständig verhindert wird. Die Idee dabei war, dass eventuell an dem runden Abschnitt vorbei in den Zwischenraum zwischen dem runden Abschnitt und dem Deckel eintretendes Schüttgut sich dort gegebenenfalls ansammelt, aber den Betrieb nicht stört. Es hat sich aber herausgestellt, dass sich das in dem Bereich zwischen dem Deckel und dem runden Abschnitt im Laufe des Betriebs ansammelnde Schüttgut, dort gegebenenfalls verhärtet und mit der Zeit den laufenden Betrieb stört und gegebenenfalls sogar zu Verklemmungen des Kanalverschlusses führen kann. Ebenso bedeutet dieser Totraum einen erhöhten Reinigungsaufwand, wenn die Vorrichtung z. B. im Lebensmittelbereich eingesetzt wird (Mehl, Kakao, etc.). Wenn sich der Zwischenraum zugesetzt hat, muss die Packmaschine gestoppt und der Deckel entfernt werden, um den Zwischenraum zwischen dem runden Abschnitt und dem Deckel zu säubern. Derartige Stillstandszeiten sind unerwünscht und können zu Stillstand der gesamten Anlage mit vor- und nachgeschalteten Maschinen führen. Eine einfache Lösung wäre es, den Deckel wegzulassen, aber diese Möglichkeit scheidet aus, da heutzutage die Verschmutzung durch austretendes Schüttgut weitestgehend reduziert werden soll bzw. muss.
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Bekannt geworden ist mit der
US 3,191,906 ein halbkugelförmiges Ventil für Flüssigkeiten, die Feststoffe enthalten können. Dieses bekannte Ventil eignet sich nicht zur Abfüllung abrasiver Schüttgüter, da halbkugelförmige Flächen nur schwer dauerhaft gegen abrasive Stoffe abzudichten sind. Außerdem befinden sich bei diesem bekannten Ventil die Achsstummel ständig in dem Flüssigkeitsstrom, was bei Schüttgütern für einen entsprechend starken Verschleiß sorgen würde. Des weiteren ist die Montage und Demontage und auch die Herstellung sehr aufwendig.
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Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fülleinrichtung mit einem Kanalverschluss für eine automatisch betriebene Packmaschine zum Füllen von Schüttgütern in Gebinde und eine damit ausgerüstete Packmaschine zur Verfügung zu stellen, womit ein geringer Verschleiß und ein hoher Durchfluss möglich sind und wobei eine hohe Sauberkeit erreichbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Fülleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Packmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
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Eine erfindungsgemäße Fülleinrichtung ist für eine Packmaschine zur automatischen Abfüllung von Schüttgütern in Gebinde (insbesondere Ventilsäcke oder Offensäcke) vorgesehen. Die Fülleinrichtung umfasst ein Gehäuse und einen darin ausgebildeten Füllkanal und einen steuerbaren Kanalverschluss, um die Abfüllung von Schüttgütern in Gebinde zu steuern. Der Kanalverschluss umfasst ein schwenkbares Verschlussorgan. Das Verschlussorgan ist im montierten Zustand in einer Verschlussaufnahme in dem Gehäuse aufgenommen. Die Verschlussaufnahme erstreckt sich in einer Querrichtung quer durch den Füllkanal. Das bedeutet, dass die Verschlussaufnahme den durch den Füllkanal definierten Produktweg kreuzt. Das Verschlussorgan umfasst eine Antriebswelle, die sich auf einer Antriebsseite des Gehäuses aus dem Gehäuse nach außen erstreckt und über die das Verschlussorgan gesteuert verschwenkbar ist, um den Füllkanal in einer Schließstellung zu verschließen und in einer Öffnungsstellung wenigstens in einem zentralen Bereich vollständig freizugeben. Zwischenstellungen sind gegebenenfalls auch möglich. Eine Wandung des Gehäuses weist eine Einführöffnung für das Verschlussorgan auf, um das Verschlussorgan bei der Montage durch die Einführöffnung in die Verschlussaufnahme einführen zu können. Das Verschlussorgan ist nur einseitig des Füllkanals auf der Antriebsseite gelagert und auf der Antriebsseite mit einem runden Organabschnitt gegenüber dem Gehäuse abgedichtet. Auf der der Antriebsseite gegenüberliegenden Seite ist eine Dichtung nicht nötig, da das Verschlussorgan auf der Seite nicht gelagert ist und ein Durchtritt des Schüttgutes nach außen oder in eine äußere Kammer nicht möglich ist.
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Die erfindungsgemäße Fülleinrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil besteht darin, dass das Verschlussorgan nur einseitig des Füllkanals, und zwar nur auf der Antriebsseite gelagert ist. Auf der Antriebsseite muss eine Durchführung der Antriebswelle nach außen vorgesehen sein, damit ein Antrieb das Verschlussorgan in die gewünschten Stellungen überführt. Es hat sich herausgestellt, dass es auf der gegenüberliegenden Seite nicht nötig ist, eine Lagerung des Verschlussorgans vorzunehmen. Dadurch kann auf eine Wanddurchführung verzichtet werden. Eine Zwischenkammer zwischen dem Abschlussdeckel und einem runden und vollflächigen Organabschnitt des Verschlussorgans ist nicht vorgesehen, die den Betrieb auf Dauer behindern könnte.
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Die Erfindung ermöglicht weiterhin eine einfache Montage und Demontage und einen wartungsfreundlichen Betrieb. Die Fülleinrichtung verfügt über ein separates Gehäuse und kann somit auch bei bestehenden Packmaschinen eingesetzt werden. Deshalb eignet sich die Fülleinrichtung auch zur Nachrüstung von bestehenden Packmaschinen. Ein erheblicher Vorteil im Betrieb ergibt sich dadurch, dass auch bei einem Austausch des Verschlussorgans nur ein geringer Aufwand entsteht. Und zwar ist es bei der erfindungsgemäßen Fülleinrichtung möglich, das Verschlussorgan seitlich aus dem Gehäuse zu entnehmen. Es ist keine Demontage der Fülleinrichtung insgesamt nötig. Es ist auch nicht nötig, die Fülleinrichtung von der Produktzufuhr oder der Produktabfuhr zu trennen. Für einen Austausch im Rahmen einer Wartung oder bei der Montage oder Demontage kann das Verschlussorgan durch eine Einführöffnung auf der Seite oder von unten eingeführt oder auch wieder entnommen werden. Bei entsprechenden Platzverhältnissen ist auch eine Montage von oben möglich. In allen diesen Fällen werden bei einer Wartung nur sehr geringe Stillstandszeiten nötig.
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Zur Montage ist das Verschlussorgan in die Verschlussaufnahme in bzw. entlang bzw. parallel zu der Querrichtung seitlich einführbar. Durch die Einführöffnung ist das Verschlussorgan bei der Montage auch wieder entnehmbar.
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Die Verschlussaufnahme ist bei der Demontage durch die Einführöffnung zugänglich.
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Vorzugsweise ist ein Antrieb vorgesehen, der insbesondere als Zylinderantrieb ausgebildet ist. Der Antrieb ist vorzugsweise über einen Hebel mit dem Verschlussorgan verbunden.
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In allen Ausgestaltungen ist die Fülleinrichtung geeignet und ausgebildet, in eine mit wenigstens einem Füllstutzen ausgerüstete Packmaschine eingebaut zu werden, mit welcher Packmaschine in einen an den Füllstutzen hängendes Gebinde Schüttgut gesteuert abfüllbar ist.
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Das Gehäuse der Fülleinrichtung ist ein separates Teil. Ein solches Gehäuse ist vorzugsweise mit einem Fülltopf der Packmaschine verbindbar. Möglich ist es auch, dass die Fülleinrichtung einen Fülltopf umfasst.
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Die Fülleinrichtung weist das Gehäuse und einen sich darin vorzugsweise von einer Zufuhrseite zu einer Abfuhrseite erstreckenden Füllkanal auf. Die Zufuhrseite ist dabei insbesondere mit einer Produktzufuhr und die Abführseite insbesondere mit einem Abführkanal verbindbar.
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Die Verschlussaufnahme ist insbesondere zylindrisch ausgebildet. Das Verschlussorgan umfasst vorzugsweise eine exzentrisch zur Schwenkachse angeordnete Verschlusswandung. Die Verschlusswandung ist vorzugsweise axial mit dem runden Organabschnitt verbunden. Besonders bevorzugt besteht das Verschlussorgan im Wesentlichen aus der Antriebswelle, einem runden Organabschnitt und der Verschlusswandung. Die Verschlusswandung ist in allen Ausgestaltungen vorzugsweise als Zylinderabschnitt oder Halbzylinderabschnitt ausgeführt und kann einen Querschnitt in der Form eines Kreissegments aufweisen. Dabei weist das Kreissegment einen Mittelpunktswinkel kleiner 210° und vorzugsweise kleiner 180° und eine Segmenthöhe auf, die kleiner als der der 1,2fache Radius und insbesondere kleiner als der Radius des Kreissegments ist. Insbesondere ist eine Außenkontur der Verschlusswandung durch einen Halbkreiszylinder begrenzt. Die genaue Außenkontur der Verschlusswandung kann unterschiedlich ausgestaltet sein. Bevorzugt ist jedenfalls eine runde Außenkontur.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Verschlussorgan an der der Antriebsseite gegenüberliegenden Seite berührungsfrei in dem Gehäuse aufgenommen. Dabei besteht insbesondere ein geringer Spalt zwischen der Kontur des Verschlussorgans und der Wandung des Gehäuses auf der der Antriebsseite gegenüberliegenden Seite.
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In bevorzugten Ausgestaltungen umfasst das Gehäuse einen Ventilgehäuseabschnitt und einen damit verbundenen Lagergehäuseabschnitt. Der Ventilgehäuseabschnitt und der Lagergehäuseabschnitt können einstückig ausgebildet sein. Möglich und bevorzugt ist es aber, dass der Ventilgehäuseabschnitt und der Lagergehäuseabschnitt als separate Teile ausgebildet sind, die miteinander verbunden werden. Beispielsweise kann der Lagergehäuseabschnitt über ein Flanschteil verfügen und an dem Flansch mit dem Ventilgehäuseabschnitt verschraubt werden. Vorzugsweise ist der Lagergehäuseabschnitt lösbar mit dem Ventilgehäuseabschnitt verbunden. Es ist bevorzugt, dass das Verschlussorgan an dem Lagergehäuseabschnitt drehbar gelagert ist.
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In bevorzugten Ausgestaltungen ist der Lagergehäuseabschnitt hohl ausgebildet und ist mit dem Ventilgehäuseabschnitt verbunden und insbesondere verschraubt. Besonders bevorzugt ist der Ventilgehäuseabschnitt (abgesehen vom Füllkanal) nach außen abgedichtet. Besonders bevorzugt ist der Lagergehäuseabschnitt nach außen abgedichtet. Zu dem Ventilgehäuseabschnitt und/oder dem Füllkanal hin ist der Lagergehäuseabschnitt vorzugsweise über das Verschlussorgan und wenigstens eine Dichtung abgedichtet. Nach außen zum Antrieb hin ist der Lagergehäuseabschnitt vorzugsweise über wenigstens eine Dichtung abgedichtet. Eine solche Abdichtung erlaubt eine besonders dichte Ausgestaltung.
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In bevorzugten Ausgestaltungen umgibt der Lagergehäuseabschnitt die Antriebswelle des Verschlussorgans. Vorzugsweise ist in dem Inneren des Lagergehäuseabschnitts füllkanalseitig wenigstens eine Dichtung zur Abdichtung der Antriebswelle gegenüber dem Füllkanal angeordnet. Vorzugsweise ist näher am äußeren Ende der Antriebswelle eine Lagereinheit zur Lagerung der Antriebswelle gegenüber dem Lagergehäuseabschnitt angeordnet. Zwischen einer Innenwandung des Lagergehäuseabschnitts und der Antriebswelle erstreckt sich vorzugsweise ein nach außen abgedichteter Hohlraum, der mittels wenigstens einer Belüftungsdüse belüftet ist, um den Eintritt von Schüttgut aus dem Füllkanal in den Hohlraum durch die Dichtung hindurch insbesondere weitestgehend zu reduzieren. Durch die Belüftungsdüse ist der Hohlraum unter einen Überdruck setzbar, was zu einem Spülluftstrom von dem Hohlraum durch die Dichtung in den Füllkanal führt, wodurch der Übertritt von Schüttgut stark bzw. verhindert reduziert wird.
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Vorzugsweise umfasst das Gehäuse 2 gegenüberliegende Wandungen oder Seitenwandungen, wobei eine der beiden Wandungen bzw. Seitenwandungen auf der Antriebsseite angeordnet ist.
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Es ist bevorzugt, dass die Einführöffnung an der Antriebsseite vorgesehen ist. Möglich ist es aber auch, dass die Einführöffnung oder eine Einführöffnung an der Wandung gegenüber von der Antriebsseite angeordnet ist. Wenn das Verschlussorgan im montierten Zustand horizontal ausgerichtet ist bzw. wenn die Querrichtung etwa horizontal ausgerichtet ist, dann befindet sich die Antriebsseite vorzugsweise an einer Seitenwandung des Gehäuses. In diesen und anderen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass bei der Herstellung des Gehäuses eine durchgehende Bohrung oder durchgehende Öffnung ausgebildet wird, sodass an den gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses praktisch jeweils eine Einführöffnung ausgebildet ist. Dann ist es vorstellbar, dass von beiden Seiten aus ein Einführen des Verschlussorgans möglich ist, bzw., dass der Antrieb bzw. die Antriebsseite wahlweise rechts oder links angeordnet werden kann.
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Es ist bevorzugt, dass an der der Antriebsseite gegenüberliegenden Wandung eine Durchgangsöffnung ausgebildet ist, die durch eine Deckeleinrichtung verschlossen ist. Diese Durchgangsöffnung kann als Einführöffnung verwendet werden, wenn die Abmessungen entsprechend groß sind. Insofern ist es möglich, dass die Einführöffnung an der der Antriebsseite gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist. Auf der Antriebsseite muss dann nur die Antriebswelle durchgeführt werden. In allen diesen Ausgestaltungen wird die Durchgangsöffnung auf der der Antriebsseite gegenüberliegenden Wandung durch eine Deckeleinrichtung verschlossen. Vorzugsweise verschließt die Deckeleinrichtung die Durchgangsöffnung und taucht in die Durchgangsöffnung ein und bildet einen Teil der Kanalwand des Füllkanals. Vorzugsweise steht die (Innenseite der) Deckeleinrichtung wenigstens teilweise in direkten und unmittelbaren Kontakt mit dem abzufüllenden Schüttgut.
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Es ist auch möglich, dass die Antriebsseite auf der Unterseite oder der Oberseite des Gehäuses ausgebildet ist. Insbesondere wird die Einführöffnung auf der Antriebsseite angeordnet, wenn die Einführöffnung auf einer unteren Seitenwandung des Gehäuses ausgebildet ist. Dann erstreckt sich bei der typischen Montage die Querrichtung etwa vertikal.
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Vorzugsweise ist an der Deckeleinrichtung wenigstens eine Belüftungsdüse angeordnet, um den Bereich der Verschlussaufnahme und/oder den Bereich des Verschlussorgans bedarfsweise zu belüften. Es hat sich herausgestellt, dass es gerade auch im Bereich des Kanalverschlusses zu kleineren oder größeren Schwierigkeiten bei der Fluidführung des Schüttguts kommen kann. Das gilt insbesondere nach längeren Stillstandszeiten und ist auch produktabhängig. Durch eine solche Belüftungsdüse im Bereich des Verschlussorgans bzw. der Verschlussaufnahme kann ein zuverlässiger Betrieb gewährleistet werden. Mit der Erfindung ist es möglich, eine Fülleinrichtung mit einer solchen Belüftungsdüse an der Verschlussaufnahme auch bei bestehenden Packmaschinen nachzurüsten. Dadurch können erhebliche Schwierigkeiten bei der Abfüllung von schwierigen Produkten behoben werden und auch bei der Abfüllung an sich gut abzufüllendem Produkt kann durch eine bedarfsweise Belüftung für einen gleichbleibenden Zustand des Schüttguts gesorgt werden.
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Es ist bevorzugt, dass in einer Wandung des Gehäuses in Strömungsrichtung vor dem Verschlussorgan eine Belüftungsdüse angeordnet ist, mit welcher der Füllkanal bedarfsweise belüftbar ist. Insbesondere ist eine solche Belüftungsdüse in einer im bestimmungsgemäßen Einbau unten angeordneten Wandung des Gehäuses vorgesehen. Durch eine solche (untere) Belüftungsdüse kann der Bereich vor dem Verschlussorgan belüftet werden, um die Fließfähigkeit des Schüttguts zu verbessern. Eine solche Belüftungsdüse kann bei der Abfüllung jedes Gebindes (z. B. von Ventilsäcken oder Offensäcken) eingesetzt werden oder beispielsweise nach längeren Stillstandszeiten.
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Besonders vorteilhaft ist der Einsatz einer Belüftungsdüse in Strömungsrichtung vor dem Verschlussorgan und einer Belüftungsdüse an der Deckeleinrichtung, umso besonders gezielt den Bereich vor dem Verschlussorgan und unmittelbar hinter bzw. an dem Verschlussorgan belüften zu können, um geeignete Fluidisierungseigenschaften einzustellen.
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Vorzugsweise weist das Verschlussorgan die Antriebswelle und den rund ausgebildeten Organabschnitt und eine exzentrisch zur Antriebswelle angeordnete Verschlusswandung auf.
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Die Verschlusswandung wird im Wesentlichen durch ein Hohlzylindersegment oder ein Zylindersegment gebildet und wird vorzugsweise durch einen Halbzylinder mit dem Außendurchmesser des runden Organabschnitts begrenzt.
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In bevorzugten Ausgestaltungen weist der Füllkanal wenigstens im Bereich des Verschlussorgans einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Dabei ist es möglich, dass die Ecken abgerundet ausgebildet sind.
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In bevorzugten Ausgestaltungen weist der Füllkanal im Bereich des Verschlussorgans wenigstens eine Aussparung auf, in welcher die Verschlusswandung wenigstens teilweise angeordnet ist, wenn sich die Verschlusswandung in einer vollständig geöffneten Stellung befindet. Vorzugsweise weist der Füllkanal im Bereich des Verschlussorgans wenigstens eine Vertiefung auf, in welche die Verschlusswandung wenigstens teilweise eintaucht, wenn sich die Verschlusswandung in der geschlossenen Stellung befindet.
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Vorzugsweise ist in der Vertiefung ein Einsatz vorgesehen, der beispielsweise festgeschraubt ist. Der Einsatz füllt die Vertiefung vorzugsweise fast vollständig (oder vollständig) aus. Es bleibt vorzugsweise eine kleine Nut, in die die Spitze der Verschlusswandung in der Verschlussstellung eintaucht, um einen dichten Verschluss des Füllkanals zu bewirken.
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Besonders bevorzugt ist die Aussparung so ausgebildet, dass die Verschlusswandung vollständig darin eintauchen kann. In dieser geöffneten Stellung füllt die Verschlusswandung die Aussparung vorzugsweise vollständig aus, sodass im geöffneten Zustand ein (nahezu) störungsfreier Füllkanal entsteht, der dem davor und dahinter liegenden Querschnitt entspricht. Die Verschlusswandung behindert den Produktstrom praktisch nicht.
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In allen Ausgestaltungen kann die Fülleinrichtung ein Förderorgan und/oder einen Fülltopf zur Aufnahme eines Zwischenvorrats des abzufüllenden Schüttguts umfassen. Ein Förderorgan kann als Förderturbine ausgeführt sein. Möglich ist aber auch der Einsatz anderer Förderorgane, wie von Luftförderern oder Schneckenförderern oder Pumpenförderern. Alle derartigen Förderorgane produzieren Druck (innerhalb des Fülltopfes und insbesondere) in dem Füllkanal. Der Überdruck wird durch das Förderorgan bewirkt, aber auch durch die Zugabe von Luft, um das Schüttgut fließfähig zu machen bzw. um die gewünschte Fließfähigkeit einzustellen. Erst durch Zugabe von Luft werden Schüttgüter wie Zement oder Mehl oder Kakao und viele andere mehr fließfähig. Diese „Fluidisierungs“-Luft erhöht auch den herrschenden Innendruck, der ein unerwünschtes Austreten des Schüttguts aus dem Füllkanal nach außen begünstigt. Auch dadurch wird der Aufwand zur Abdichtung erhöht.
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In allen Ausgestaltungen und Weiterbildungen ist es bevorzugt, dass sich das Verschlussorgan im montierten Zustand wenigstens teilweise innerhalb einer Rechteckfläche befindet, die den Außenumfang und/oder die innere Querschnittsfläche des Fülltopfes engstmöglich umgibt, wobei eine Seitenkante der Rechteckfläche parallel zum Verlauf des Füllkanals durch das Gehäuse ausgerichtet ist.
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Vorzugsweise ist wenigstens der Bereich des Innenraums des Fülltopfes abgerundet gestaltet, an dem der Füllkanal austritt. Vorzugsweise ist das Förderorgan in dem Fülltopf aufgenommen.
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In allen Ausgestaltungen ist es möglich und bevorzugt, dass die Fülleinrichtung einen Füllstutzen umfasst, der mit dem Füllkanal verbunden ist. Dabei ist insbesondere zwischen dem Füllstutzen und dem Füllkanal ein elastischer Schlauch vorgesehen. Der elastische Schlauch verläuft vorzugsweise linear. Vorzugsweise bildet der elastische Schlauch eine lineare Fortsetzung des Füllkanals und/oder des Füllstutzens.
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In einer anderen Ausgestaltung ist die Fülleinrichtung auch für eine Packmaschine zur automatischen Abfüllung von Schüttgütern in Gebinde (insbesondere Säcke, vorzugsweise Ventilsäcke oder Offensäcke) ausgebildet und umfasst ein Gehäuse und einen darin ausgebildeten Füllkanal und einen steuerbaren Kanalverschluss, um die Abfüllung von Schüttgütern in Gebinde zu steuern. Der Kanalverschluss umfasst ein schwenkbares und im montierten Zustand in einer Verschlussaufnahme in dem Gehäuse aufgenommenes Verschlussorgan. Die Verschlussaufnahme erstreckt sich in einer Querrichtung quer durch den Füllkanal bzw. kreuzt den Füllkanal. Das Verschlussorgan umfasst eine Antriebswelle, die sich auf einer Antriebsseite des Gehäuses aus dem Gehäuse nach außen erstreckt und über die das Verschlussorgan gesteuert verschwenkbar ist, um den Füllkanal in einer Schließstellung (vollständig) zu verschließen und in einer Öffnungsstellung wenigstens in einem zentralen Bereich vollständig (und insbesondere insgesamt vollständig) freizugeben. Eine Wandung des Gehäuses weist eine Einführöffnung für das Verschlussorgan auf, um das Verschlussorgan bei der Montage durch die Einführöffnung in die Verschlussaufnahme einführen zu können. Im Unterschied zur oben beschriebenen ersten Ausgestaltung wird das Verschlussorgan an der der Antriebsseite gegenüberliegenden Wandung durch einen hohlen Stützringabschnitt drehbar abgestützt, während das Verschlussorgan auf der Antriebsseite gelagert und mit einem rund ausgebildeten Organabschnitt abgedichtet ist. Auch diese Ausgestaltung der Fülleinrichtung bietet viele Vorteile, da sie einen zuverlässigen und dichten Betrieb ermöglicht. Ein Sichzusetzen eines Hohlraums zwischen einem Abschlussdeckel und einem vollflächig und rund ausgebildeten Organabschnitt auf der der Antriebsseite gegenüberliegenden Seite wird zuverlässig verhindert, da der Stützringabschnitt hohl ausgeführt ist und somit den Durchtritt von Schüttgut in beide Richtungen nicht behindert. Es ist dabei möglich, dass der Stützringabschnitt zur drehbaren Abstützung oder zur drehbaren Lagerung des Verschlussorgans auf der der Antriebsseite gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist. In Weiterbildungen sind Ausgestaltungen möglich, wie sie zuvor beschrieben wurden. Im Wesentlichen der einzige Unterschied besteht darin, dass ein Stützringabschnitt vorgesehen ist. Der Stützringabschnitt ist vorzugsweise umlaufend ausgebildet. Möglich ist es aber auch, dass sich der Stützringabschnitt nicht über den vollen Umfang abstützt, sondern nur über einen Teil des Umfangs.
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Des weiteren ist die Erfindung noch auf eine Packmaschine mit wenigstens einer Fülleinrichtung ausgerichtet und dient zur automatischen Abfüllung von Schüttgütern in Gebinde. Die Packmaschine umfasst wenigstens einen Fülltopf und ein Gehäuse mit einem darin ausgebildeten Füllkanal und einem steuerbaren Kanalverschluss, um die Abfüllung von Schüttgütern in Gebinde zu steuern. Der Kanalverschluss umfasst ein schwenkbares und im montierten Zustand in einer Verschlussaufnahme in dem Gehäuse aufgenommenes Verschlussorgan. Die Verschlussaufnahme erstreckt sich in einer Querrichtung durch den Füllkanal. Das Verschlussorgan umfasst eine Antriebswelle, die sich auf einer Antriebsseite des Gehäuses aus dem Gehäuse nach außen erstreckt und über die das Verschlussorgan gesteuert verschwenkbar ist, um den Füllkanal in einer Schließstellung zu verschließen und in einer Öffnungsstellung wenigstens in einem zentralen Bereich vollständig freizugeben. Eine Wandung des Gehäuses weist eine Einführöffnung für das Verschlussorgan auf, um das Verschlussorgan bei der Montage durch die Einführöffnung in die Verschlussaufnahme einführen zu können. Dabei ist das Verschlussorgan vorzugsweise nur einseitig des Füllkanals auf der Antriebsseite gelagert und wird auf der Antriebsseite mit einem runden Organabschnitt gegenüber dem Gehäuse abgedichtet. Möglich ist es auch, dass das Verschlussorgan auf der der Antriebsseite gegenüberliegenden Seite durch einen hohlen Stützringabschnitt an der der Antriebsseite gegenüberliegenden Seite abgestützt oder gelagert wird.
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Das Gehäuse mit dem Kanalverschluss kann einteilig mit dem Fülltopf ausgebildet sein. Bevorzugt ist, dass das Gehäuse ein separates Teil ist, welches mit dem Fülltopf verbunden wird. Von dem Gehäuse mit dem Kanalverschluss erstreckt sich der Füllkanal vorzugsweise linear zu dem Füllstutzen, an den Gebinde (z. B. Ventilsäcke) zur Abfüllung von Schüttgütern angehangen werden. Bei Offensäcken folgt in der Regel eine Umlenkung um etwa 90° (etwa +/–15°) nach unten, bei Ventilsäcken regelmäßig nicht. Im Bereich des Verschlussorgans ist der Füllkanal vorzugsweise (insbesondere regelmäßig oder sogar immer) linear ausgebildet.
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In allen Ausgestaltungen kann mit dem Kanalverschluss die abgefüllte Menge bzw. das abgefüllte Füllvolumen gezielt gesteuert werden. So wird in der Regel zu Beginn eines Füllvorgangs das Verschlussorgan in die Öffnungsstellung gebracht, um den Füllvorgang im Grobstrom zu beginnen. Gegen Ende des Füllvorgangs wird der Produktstrom reduziert und nur noch im Feinstrom gefüllt. Die Steuerung des Produktstroms erfolgt dabei vorzugsweise im Wesentlichen wenigstens auch durch eine Überführung des Verschlussorgans von der vollständig geöffneten Stellung in eine teilweise geöffnete Stellung. Wenn die abgefüllte Füllmenge oder das angestrebte Füllvolumen erreicht werden, wird der Kanalverschluss vollständig verschlossen, sodass der Füllvorgang gestoppt wird. Es ist möglich, dass das Verschlussorgan 2 oder 3 oder mehr Zwischenstellungen einnehmen kann.
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Mit der Erfindung wird ein Kanalverschluss zur Verfügung gestellt, der ein sehr kleines Bauvolumen und eine kleine Baulänge benötigt. Die Fülleinrichtung und der Kanalverschluss sind nachrüstbar. Es wird ein sehr geringer Verschleiß erreicht.
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Vorzugsweise wird der Füllkanal in der geöffneten Stellung vollständig freigegeben. Vorzugsweise beträgt der vollständig freigebbare Anteil an der Querschnittsfläche des Füllkanals wenigstens 50 % und insbesondere wenigstens 66 % und vorzugsweise mehr als 75 %. Besonders bevorzugt wird ein freigebbarer Anteil von 80 %, 90 %, 95 % und besonders bevorzugt 98 % und mehr erreicht. In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass der runde Organabschnitt vollflächig ausgebildet ist. Auf dem Umfang kann ein geeigneter Dichtungsring wie z. B. ein O-Ring, ein Labyrinthdichtring, ein Radialwellendichtring, etc. vorgesehen sein, um den runden Organabschnitt gegenüber der Wandung des Gehäuses abzudichten.
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In allen Ausgestaltungen können der Kanalverschluss und insbesondere der runde Organabschnitt des Kanalverschlusses einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als eine Höhe des Füllkanals, sodass es möglich wird, dass die Verschlusswandung gleichzeitig in die Aussparung auf einer Seite des Füllkanals und in die Vertiefung auf der anderen Seite des Kanals eintaucht und somit den Füllkanal vollständig verschließt. Der runde Organabschnitt und das Verschlussorgan insgesamt können zentrisch zum Füllkanal oder auch exzentrisch zum Füllkanal angeordnet sein.
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In allen Weiterbildungen und Ausgestaltungen werden mit der Fülleinrichtung und/oder der Packmaschine nach der Erfindung vorzugsweise als Säcke ausgeführte Gebinde gefüllt. In dieser bevorzugten Ausführung kann der Begriff „Gebinde“ durch die Präzisierung „Sack“ ersetzt werden. Obwohl das folgende Ausführungsbeispiel die Abfüllung von Schüttgütern in Ventilsäcke erläutert, können in entsprechender Weise mit auch ebenso Offensäcke gefüllt werden. Grundsätzlich können mit der Erfindung Schüttgüter in Offensäcke oder auch in Ventilsäcke abgefüllt werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
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In den Figuren zeigen:
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1 eine stark schematische Draufsicht auf eine rotierende Packmaschine;
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2 eine Fülleinrichtung für die Packmaschine nach 1 von einer Antriebsseite des Kanalverschlusses aus;
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3 eine perspektivische Ansicht der Fülleinrichtung nach 2 von der gegenüberliegenden Seite;
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4 einen schematischen Querschnitt durch die Fülleinrichtung nach 3;
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5 den Kanalverschluss der Fülleinrichtung nach 2 in einer perspektivischen Ansicht;
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6 einen schematischen Längsschnitt durch die Fülleinrichtung nach 2 mit einem schematisch angezeichneten Gebinde mit verschlossenem Füllkanal;
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7 eine Darstellung gemäß 6 mit dem Verschlussorgan in einer teilweise geöffneten Stellung; und
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8 die Fülleinrichtung nach 6 mit dem Verschlussorgan in der vollständig geöffneten Stellung.
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In 1 ist in einer stark schematischen Darstellung eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Packmaschine 100 dargestellt, die zum Abfüllen beliebiger Schüttgüter in hier als Ventilsäcke ausgeführte Gebinde 4 dient. Beispielsweise werden mit der Packmaschine 100 Ventilsäcke 4 mit Zement gefüllt.
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Möglich ist es auch, die Packmaschine 100 als Reihenpacker oder Einzelstutzenpackmaschine auszubilden. Alle Packmaschinen können zum Abfüllen von Ventilsäcken oder Offensäcken ausgebildet sein.
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Die Packmaschine 100 rotiert in Richtung des Pfeils 104 im Uhrzeigersinn. In einer geeigneten Winkelstellung ist ein automatischer Aufstecker 101 vorgesehen, der die Gebinde 4 einem Sackvorrat 103 entnimmt und automatisch auf die vorbeirotierenden Füllstutzen 30 jeweils ein Gebinde 4 aufschießt.
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Bei der weiteren Rotation werden die Gebinde 4 mit dem abzufüllenden Schüttgut gefüllt. Dabei erfolgt zunächst eine Füllung im Grobstrom, bis eine vorbestimmte Gewichtsschwelle erreicht wird. Danach erfolgt die Füllung im Feinstrom, bis das endgültige Gewicht erreicht wird. Es kann eine Beruhigungsphase folgen, bis die Winkelstelle erreicht wird, in der das Austrageband vorgesehen ist, auf welches die gefüllten Gebinde abgeworfen werden. Auf dem Austrageband 102 kann nochmals das Gewicht der Gebinde 4 überprüft werden. Die abgefüllten Gebinde 4 werden abtransportiert.
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2 zeigt eine Fülleinrichtung 1 für die Packmaschine 100 nach 1 in einer perspektivischen Ansicht. Die Fülleinrichtung 1 umfasst hier ein Gehäuse 40. Die Fülleinrichtung 1 bzw. das Gehäuse 40 der Fülleinrichtung 1 kann einteilig oder einstückig mit dem Fülltopf 25 ausgebildet sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Fülltopf 25 ein separates Teil, welches mit der Fülleinrichtung 1 und hier insbesondere mit dem Gehäuse 40 verbunden und vorzugsweise verschraubt wird.
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Der Fülltopf 25 weist in dem Innenraum des Fülltopfes 29 ein Förderorgan 24 auf, welches hier im Ausführungsbeispiel als Förderturbine 27 ausgebildet ist. Möglich ist aber auch der Einsatz anderer Förderorgane. Am oberen Ende des Fülltopfes ist ein Einlauf 26 ausgebildet, durch den das abzufüllende Produkt in den Fülltopf 25 gelangt. In einem unteren Bereich 28 des Fülltopfes 25 beginnt der Füllkanal 2, der sich in dem Gehäuse 40 der Fülleinrichtung 1 fortsetzt.
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Die Fülleinrichtung 1 umfasst das Gehäuse 40 mit dem Füllkanal 2 und einen Kanalverschluss 3. Der Kanalverschluss 3 umfasst ein hier in der Darstellung nach 2 nicht sichtbares Verschlussorgan 6 mit einer Antriebswelle 7, die über den Hebel 9 und den hier als Zylinderantrieb 14 ausgebildeten Antrieb 10 zwischen verschiedenen Stellungen verschwenkbar sind, um den Füllkanal 2 wahlweise zu verschließen, teilweise zu öffnen oder vollständig zu öffnen.
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Das Gehäuse 40 umfasst hier den Ventilgehäuseabschnitt 41 und den daran angeflanschten Lagergehäuseabschnitt 42.
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Auf der Antriebsseite 45 schließt sich an den Füllkanal 2 die Seitenwandung bzw. Wandung 15 an, während auf der gegenüberliegenden Seite 46 sich an den Füllkanal 2 die Seitenwandung bzw. Wandung 16 anschließt. An der gegenüberliegenden Seite 46 ist ein Deckel 55 zu erkennen.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Fülleinrichtung 1 und des Fülltopfes 25 aus 2 von der anderen Seite aus. Hier ist der in der Seitenansicht der etwa dreieckige Querschnitt des Gehäuses 40 zu erkennen. Eine solche Form kann vorteilhaft im unteren seitlichen Randbereich des Fülltopfes angebracht werden und erlaubt so eine besonders Platz- und Raum sparende Anordnung des Kanalverschlusses 3. Mit dem Deckel 55 wird eine Durchgangsöffnung 47 in der Wandung 16 verschlossen.
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An die Stirnseite 48 des Gehäuses 40 kann über beispielsweise einen elastischen Schlauch ein Füllstutzen angeschlossen werden, an dem anhängend Gebinde gefüllt werden. Erkennbar ist in 3 die Belüftungsdüse 59 an dem Deckel 55, über die bedarfsweise der Füllkanal 2 im Bereich der Verschlussaufnahme 32 des Kanalverschlusses 3 belüftet werden kann. Dadurch kann unmittelbar im Bereich des Verschlussorgans 6 das sich dort befindende Schüttgut belüftet werden, um geeignete Fluidisierungseigenschaften zur Verfügung zu stellen. Gegebenenfalls kann der Füllkanal 2 durch die Belüftung 59 auch frei geblasen werden.
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4 zeigt einen horizontalen Querschnitt durch die Darstellung gemäß 3, wobei hier durch unterschiedliche Schraffuren des Ventilgehäuseabschnitts 41, des Lagergehäuseabschnitts 42 und des Fülltopfes 25 eindeutig erkennbar ist, dass diese Teile als separate Teile ausgebildet sind. Möglich ist es aber auch, den Fülltopf mit dem Ventilgehäuseabschnitt 41 einteilig auszubilden.
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Von dem Innenraum 29 des Fülltopfes 25 erstreckt sich der Füllkanal 2 in das Gehäuse 40 hinein. In der dargestellten Stellung befindet sich das Verschlussorgan 8 mit der Verschlusswandung 18 in der geschlossenen Stellung (beide hier nicht geschnitten dargestellt), in der der Füllkanal durch die Verschlusswandung 18 vollständig verschlossen ist. In der Draufsicht ist hier die etwa L-förmige Struktur des Verschlussorgans im Bereich des Füllkanals zu erkennen. Das Verschlussorgan umfasst hier die den Füllkanal quer durchtretende bzw. kreuzende Verschlusswandung 18 und den runden Organabschnitt 8 an der Wandung 15 des Gehäuses 40. Durch den runden Organabschnitt 8 wird eine weitgehende Abdichtung des Füllkanals 2 nach außen hin bewirkt. Nachgeschaltet ist dem runden Organabschnitt 8 eine Dichtung 51. Durch die Dichtung 51 wird der Eintritt von Schüttgutpartikeln in den Hohlraum 53 des Lagergehäuseabschnitts 42 weitgehend verhindert. Dadurch werden die nur auf der Antriebsseite 45 angeordneten Lagereinheiten 52 zuverlässig vor dem Eintritt von Schüttgut geschützt. Zur weiteren Abdichtung ist bevorzugt wenigstens eine Belüftungsdüse 54 vorgesehen, mit der der Hohlraum zwischen der Antriebswelle 7 und dem Lagergehäuseabschnitt 42 unter einen gezielten Überdruck setzbar ist, um einen Spülluftstrom von dem Hohlraum 53 in den Füllkanal 2 hinein zu bewirken, der für noch bessere Abdichtungsergebnisse sorgt.
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4 ist zu entnehmen, dass sich das Verschlussorgan 6 mit der Antriebswelle 7, dem runden Organabschnitt 8 und der Verschlusswandung 18 in Querrichtung 44 quer zur Ausrichtung des Füllkanals 2 erstreckt.
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An der der Antriebsseite 45 gegenüberliegenden Seite 46 ist in der Wandung 16 des Gehäuses 40 eine Durchgangsöffnung 47 ausgebildet, die hier durch den Deckel 55 verschlossen ist. Die Durchgangsöffnung 47 weist hier im Ausführungsbeispiel den gleichen Durchmesser auf, wie die Einführöffnung 49 auf der Antriebsseite und ist konzentrisch dazu ausgebildet. Das bedeutet, dass hier grundsätzlich 2 Einführöffnungen zur Verfügung stehen. Grundsätzlich kann das Verschlussorgan sowohl von der Antriebsseite als auch von der gegenüberliegenden Seite in die Verschlussaufnahme 32 eingeführt werden.
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Der Deckel 55 füllt die Durchgangsöffnung 47 in axialer Richtung nahezu vollständig (oder vollständig) aus und bildet so einen Teil des Füllkanals mit minimalen Störkanten.
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Im Ausführungsbeispiel bietet es sich an, das Verschlussorgan 6 von der Antriebsseite 45 aus einzuführen, da das Verschlussorgan 6 beispielsweise zunächst an dem Lagergehäuseabschnitt 42 anmontiert werden kann. Anschließend werden die Verschlusswandung 18 und der runde Organabschnitt 8 in die Einführöffnung 49 eingeführt und es wird der Lagergehäuseabschnitt 42 mit dem Ventilgehäuseabschnitt 41 verschraubt. Das Vorgehen erlaubt eine einfache und schnelle Montage, da eine seitliche Einführung des Kanalverschlusses 3 möglich ist. Es ist nicht nötig, das Gehäuse 40 aus dem Produktweg zu entfernen oder den Produktweg an sich zu trennen. Es reicht aus, das Gehäuse 40 seitlich zu öffnen und das Verschlussorgan 6 zu entnehmen.
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Erkennbar ist in der Darstellung gemäß 4 auch das Austrittsende der unteren Belüftungsdüse 35, die kurz vor der sich in der Verschließstellung befindenden Verschlusswandung 18 mündet, sodass eine effektive Belüftung des Bereichs direkt vor der Verschlusswandung 18 möglich ist, wenn der nächste Füllvorgang gestartet werden soll.
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Ebenso ist eine Belüftung über die Belüftungsdüse 59 an dem Deckel 55 möglich, sodass über die Belüftungsdüsen 35 und 59 unmittelbar vor und hinter der Verschlusswandung 18 Luft zugeführt werden kann.
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5 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Kanalverschlusses 3 mit dem hier als Zylinderantrieb 14 vorgesehenen Antrieb, dem Hebel 9 und mit dem Verschlussorgan 6, welches die Antriebswelle 7 den runden Organabschnitt 8 und die sich in seitlicher Querrichtung erstreckende Verschlusswandung 18 aufweist. Die Stirnseite 38 der Verschlusswandung 18 befindet sich im montierten Zustand im geringen Abstand von der Kanalwandung 16 oder von der Innenwandung des Deckels 55, sodass ein berührungsfreier und dauerhaft zuverlässiger Betrieb gewährleistet werden kann.
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In der Darstellung nach 5 ist der zylindersegmentartige Aufbau der Verschlusswandung 18 zu erkennen. Eine solche Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass in der vollständig geöffneten Stellung ein störungsfreier Durchfluss des Schüttguts durch einen (nahezu) glattwandigen Füllkanal 2 ermöglicht wird.
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Mit Bezug auf die 6, 7 und 8 wird im Folgenden die Funktion kurz erläutert.
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In 6 ist schematisch ein Füllstutzen 30 eingezeichnet, der sich an einen flexiblen Schlauchabschnitt 31 anschließt. Durch solch einen flexiblen Schlauch 31 wird eine gewichtstechnische Entkopplung der Fülleinrichtung 1 des Fülltopfes 25 von dem Gebinde bzw. Ventilsack 4 erreicht. Schematisch ist in dem Ventilsack 4 Schüttgut 5 eingezeichnet, welches hier nach dem Bruttoverfahren abgefüllt wird. Das heißt das Gebinde 4 bzw. der Sack wird während der Abfüllung gemeinsam mit dem Schüttgut verwogen.
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Der Kanalverschluss 3 bzw. das Verschlussorgan 6 befinden sich in der Darstellung gemäß 6 in der vollständig geschlossenen Stellung 11, in der der Füllkanal 2 vollständig geschlossen ist. Erkennbar ist in dieser Seitenansicht die zylindrische Verschlussaufnahme 32. Oberhalb des Füllkanals 2 befindet sich eine Aussparung 22, in die die Verschlusswandung 18 in der geöffneten Stellung vollständig eintaucht. Unterhalb des Füllkanals 2 ist eine Vertiefung 23 ausgebildet, die im Wesentlichen durch einen Einsatz 56 ausgefüllt ist. Der Einsatz 56 ist durch die dargestellte Schraube fixiert. Der Einsatz 56 lässt eine kleine Kante oder Nut frei, in die die Verschlusswandung 18 in der hier dargestellten Schließstellung 11 von oben eintaucht, um den Füllkanal 2 vollständig zu verschließen.
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In Förderrichtung ist vor dem Verschlussorgan 6 in dem Gehäuse 40 die (untere) Belüftungsdüse 35 zu erkennen, während innerhalb der Verschlussaufnahme 32 der Luftaustritt der Belüftungsdüse 59 zu erkennen ist. Die Belüftungsdüsen 35 und 59 ermöglichen eine Belüftung des Schüttguts vor und hinter der Verschlusswandung.
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Während in 6 der Füllkanal vollständig verschlossen wird, kann der zentrale Bereich 34 des Füllkanals 2 in der vollständig geöffneten Stellung (vergleiche 8) vollständig freigegeben werden.
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7 zeigt die teilweise geöffnete Stellung 12, in der die Verschlusswandung 18 des Verschlussorgans 6 teilweise nach oben verschwenkt wurde, sodass der untere Bereich des Füllkanals 2 geöffnet wird.
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In 7 ist mit Bezugszeichen 43 die (untere) Wandung 43 des Gehäuses 40 bezeichnet, an der die Belüftungsdüse 35 angeordnet ist.
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8 zeigt schließlich die vollständig geöffnete Stellung 13, in der hier der Füllkanal vollständig und praktisch zu 100 % freigegeben wird. In dieser Stellung befindet sich die Verschlusswandung 18 vollständig innerhalb der oberen Aussparung 22. Durch die Ausgestaltung der Verschlusswandung als Zylindersegment kann in dieser Stellung der Verschlusskanal störungsfrei freigegeben werden.
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In 8 sind die Rechteckflächen 57 und 58 eingezeichnet. Das Verschlussorgan 6 wird von der rechteckigen Begrenzungsfläche 57, die durch die Innenfläche des Fülltopfes aufgespannt wird, geschnitten. Ebenso wird das Verschlussorgan 6 von der den Fülltopf 25 umgebenden engsten Außenfläche geschnitten, wobei jeweils eine Seitenfläche der Rechtecke wenigstens etwa parallel zur Ausrichtung des Füllkanals verläuft. Dadurch wird deutlich, dass ein sehr kompakter und platzsparender Aufbau ermöglicht wird, bei dem auch Altmaschinen mit der erfindungsgemäßen Fülleinrichtung nachgerüstet werden können.
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Mit eingezeichnet ist in 8 noch eine alternative Ausgestaltung, bei der das Verschlussorgan 6 an der der Antriebsseite 45 gegenüberliegenden Seite 46 durch einen Stützringabschnitt 50 abgestützt oder gelagert wird. Der Stützringabschnitt 50 ist dabei hohl ausgeführt und kann wie in 8 dargestellt umlaufend ausgebildet sein. Durch eine solche Ausgestaltung wird das Verschlussorgan auf beiden Seiten des Füllkanals abgestützt. Die gegenüberliegende Seite kann mit einem Deckel 55 verschlossen werden. Dadurch, dass der Stützringabschnitt 50 hohl ausgebildet ist, kann ein freier Materialtransport und Materialaustausch erfolgen. Es ergibt sich kein abgeschlossener Hohlraum, der sich mit Produkt vollständig füllen und den Weiterbetrieb gegebenenfalls blockieren kann. Auf den Einsatz einer Belüftungsdüse zum Belüften eines Zwischenraums kann auch verzichtet werden. Eine Belüftungsdüse zur Fluidisierung des Schüttguts in dem Füllkanal kann an dem Deckel 55 angebracht sein.
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Insgesamt stellt die Erfindung eine vorteilhafte Fülleinrichtung und eine vorteilhafte Packmaschine zur Verfügung, womit in effektiver Weise Schüttgüter in Gebinde und insbesondere Ventilsäcke oder Offensäcke gesteuert und automatisch abfüllbar sind. Die Ausgestaltung des Kanalverschlusses erlaubt eine zuverlässige Funktion und einen niedrigen Verschleiß. Weiterhin wird eine vorteilhafte Belüftungsmöglichkeit zur Verfügung gestellt.
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Die Fülleinrichtung arbeitet verschleißarm und dichtet den Füllkanal zuverlässiger auch unter erhöhtem Förderdruck nach außen ab und benötigt nur sehr wenig Platz. Dadurch kann ein Austausch bekannter Fülleinrichtungen erfolgen, sodass eine höhere Lebensdauer bei zuverlässiger Funktion erzielbar ist. Weiterhin können die Anschlussmaße bekannter Fülleinrichtungen eingehalten werden, sodass ein problemloser Austausch erfolgen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fülleinrichtung
- 2
- Füllkanal
- 3
- Kanalverschluss
- 4
- Gebinde, Ventilsack
- 5
- Schüttgut
- 6
- Verschlussorgan
- 7
- Antriebswelle
- 8
- runder Organabschnitt
- 9
- Hebel
- 10
- Antrieb
- 11
- Schließstellung, geschlossene Stellung
- 12
- teilweise geöffnete Stellung
- 13
- Öffnungsstellung, geöffnete Stellung
- 14
- Zylinderantrieb
- 15
- Wandung (antriebsseitig)
- 16
- Wandung
- 18
- Verschlusswandung
- 22
- Aussparung
- 23
- Vertiefung
- 24
- Förderorgan
- 25
- Fülltopf
- 26
- Einlauf
- 27
- Förderturbine
- 28
- Füllkanaleinlauf
- 29
- Innenraum des Fülltopfes
- 30
- Füllstutzen
- 31
- elastischer Schlauch
- 32
- Verschlussaufnahme
- 34
- zentraler Bereich
- 35
- (untere) Belüftungsdüse
- 38
- Stirnseite von 18
- 40
- Gehäuse
- 41
- Ventilgehäuseabschnitt
- 42
- Lagergehäuseabschnitt
- 43
- (untere) Wandung
- 44
- Querrichtung
- 45
- Antriebsseite
- 46
- gegenüberliegende Seite
- 47
- Durchgangsöffnung
- 48
- Stirnseite von 41
- 49
- Einführöffnung
- 50
- Stützringabschnitt
- 51
- Dichtung
- 52
- Lagereinheit
- 53
- Hohlraum
- 54
- Belüftungsdüse für 53
- 55
- Deckel
- 56
- Einsatz
- 57
- Rechteckfläche
- 58
- Rechteckfläche
- 59
- Belüftungsdüse in 55
- 100
- Packmaschine
- 101
- Aufstecker
- 102
- Austrageband
- 103
- Sackvorrat
- 104
- Drehrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 416215 [0002]
- WO 2013/079183 A1 [0007]
- US 3191906 [0008]
